教学用第2章数控编程[1]

第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用1内容提要2.1概述2.2数控带的格式与代码2.3数控机床的坐标系2.4手工编程和自动编程第二章数控加工程序的编制第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用2一.程序编制的基本概念数控加工程序编制：从零件图纸到制成控制介质的全过程。将零件的加工信息：加工顺序、零件轮廓轨迹尺寸、工艺参数(F、S、T)及辅助动作（变速、换刀、冷却液启停、工件夹紧松开等）等，用规定的文字、数字、符号组成的代码按一定的格式编写加工程序单，并将程序单的信息变成控制介质的整个过程。2.1概述第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用3程序编制分为：手工编程和自动编程两种。手动编程：整个编程过程由人工完成。对编程人员的要求高（不仅要熟悉数控代码和编程规则，而且还必须具备机械加工工艺知识和数值计算能力）自动编程：编程人员只要根据零件图纸的要求，按照某个自动编程系统的规定，将零件的加工信息用较简便的方式送入计算机，由计算机自动进行程序的编制，编程系统能自动打印出程序单和制备控制介质。2.1概述第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用4手工编程适用于：几何形状不太复杂的零件。自动编程适用于：形状复杂的零件，虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数千个孔的零件）虽不复杂但计算工作量大的零件（如轮廓加工时，非圆曲线的计算）2.1概述第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用5据国外统计：用手工编程时，一个零件的编程时间与机床实际加工时间之比，平均约为30：1。数控机床不能开动的原因中，有20~30%是由于加工程序不能及时编制出造成的。可见编程自动化是当今的趋势！2.1概述第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用6图纸工艺分析这一步与普通机床加工零件时的工艺分析相同，即在对图纸进行工艺分析的基础上，选定机床、刀具与夹具；确定零件加工的工艺线路、工步顺序及切削用量等工艺参数等。二、手工编程的内容和步骤2.1概述计算运动轨迹图纸工艺分析程序编制制备控制介质校验和试切零件图纸错误修改第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用7计算运动轨迹根据零件图纸上尺寸及工艺线路的要求，在选定的坐标系内计算零件轮廓和刀具运动轨迹的坐标值，并且按NC机床的规定编程单位（脉冲当量）换算为相应的数字量，以这些坐标值作为编程尺寸。错误计算运动轨迹图纸工艺分析程序编制制备控制介质校验和试切零件图纸修改2.1概述第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用8编制程序及初步校验根据制定的加工路线、切削用量、刀具号码、刀具补偿、辅助动作及刀具运动轨迹，按照数控系统规定指令代码及程序格式，编写零件加工程序，并进行校核、检查上述两个步骤的错误。计算运动轨迹图纸工艺分析程序编制制备控制介质校验和试切零件图纸错误修改2.1概述第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用9制备控制介质将程序单上的内容，经转换记录在控制介质上，作为数控系统的输入信息，若程序较简单，也可直接通过键盘输入。2.1概述计算运动轨迹图纸工艺分析程序编制制备控制介质校验和试切零件图纸错误修改第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用10程序的校验和试切所制备的控制介质，必须经过进一步的校验和试切削，证明是正确无误，才能用于正式加工。如有错误，应分析错误产生的原因，进行相应的修改。2.1概述计算运动轨迹图纸工艺分析程序编制制备控制介质校验和试切零件图纸错误修改第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用11用于确定刀具在机床坐标系中位置的刀具上的特定点。2.1概述镗刀钻头立铣刀、端铣刀面铣刀指状铣刀球头铣刀车刀第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用122.2数控带的格式与代码2.2.1数控带的构成带有数控机床控制信息的穿孔带称为数控带，如图所示，是ISO制的数控带，数控带上每排孔的数量和位置（相当于微机中的一个字节byte）就代表了控制信息代码。这些代码通过光电阅读机将信息传送给CNC系统。第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用13数控带上有8个大孔（B1~B8），在B3-B4之间有一个小孔，是作为进给纸带用的；另外，B1~B7为代码孔，B8为奇偶校验位孔。第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用14第二节程序编制的代码及格式经过多年的发展，程序用代码已标准化，现在有ISO（InternationalStandardizationOrganization）和EIA(ElectronicIndustriesAssociation)两种标准。2.2.1.代码说明代码：是文字、数字、符号以及它们组合的总称，又称指令。它是程序的最小单元。.编程指令——系统操作代码的总称.G指令——准备功能作用：规定机床运动线型、坐标系、坐标平面、刀补、刀偏、暂停等多种操作。组成：G后带二位数字组成。100种模态（续效）指令与非模态指令见表。第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用15第二节程序编制的代码及格式M指令——辅助功能作用：控制机床及其辅助装置的通断的指令。组成：M后跟两位数字组成。100种。F.S.T指令1)F指令——指定进给速度指令（续效指令）组成：编码法：F带两位数字，如F05,F36等。后面所带的数字只是一个代码，它与某个（系统规定的速度值）速度值相对应，换而言之，这种指令所指定的进给速度是有级的，速度值序既可等差数列，也可能是等比数列直接法：F后带若干位数字，如F150,F3500等。后面所带的数字表示实际的速度值，上述两个指令分别表示F=150mm/min；F=3500mm/min。第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用16第二节程序编制的代码及格式2)S指令（切削速度）——指定主轴转速指令（续效指令）组成：同F，如S05,S36等单位：r/min，S3)T指令——指定加工刀具号的指令。组成：T后跟两位数字，如T11,T28等。T11表示选择11号刀具。T28表示选择28号刀具。其他1)尺寸指令——指定的刀具沿坐标轴移动的方向和目标位置的指令组成：由在X,Y,Z,(i,j,k,r)A,B,C后带符号的数字组成。如X1000,Y2000等单位：数控系统规定的单位,如mm第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用17第二节程序编制的代码及格式2)子程序标号和调用指令作用：用于指定子程序名和在主程序中调用子程序指令。组成：子程序名字符Q后带两位数字，如Q01,Q21，因此子程序在一个程序最多只100个。子程序调用字符后带四位数字。其中，前两位数字被调用和子程序名后两位数字为调用次数。L0108调用8次调用01号子程序调用子程序地址符3)程序段标号，程序段结束字符以及变量等。NLF(LF),R0~R9等。第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用181234567891011N-G-X-U-P-A-D-Y-V-Q-B-E-Z-W-R-C-I-J-K-R-F-S-T-M-LF（或CR）程序段序号准备功能坐标字进给功能主轴功能刀具功能辅助功能结束符号数据字第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用19地址符含义地址码意义X-Y-Z-基本直线坐标轴尺寸U-V-W-第一组附加直线坐标轴尺寸P-Q-R-第二组附加直线坐标轴尺寸A-B-C-绕X、Y、Z旋转坐标轴尺寸I-J-K-圆弧圆心的坐标尺寸D-E-附加旋转坐标轴尺寸R-圆弧半径值第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用20第二节程序编制的代码及格式2.2.3数控加工程序的结构程序的组成：对刀点选为,刀具半径（D01）=5mm程序名：O2000程序段N01G91G17G00G42D01X85Y-25LFN02Z-15S400M03M08LFN03G01X85F300LFN04G03Y50I25LFN05G01X-75LFN06Y-60LFN07G00Z15M05M09LFN08G40X75Y35M02LF75R25YX1O2O3O55Zrrrrrrrrrrrrrrr`rrr10第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用21第二节程序编制的代码及格式上面是一个完整的零件加工程序，它主要由程序名和若干程序段组成。程序名是该加工程序的标识；程序段是一个完整的加工工步单元，它以N（程序段号）指令开头，或LF指令结尾；M02(M30)作为整个程序结束的指令，有些数控系统可能还规定了一个特定的程序开头和结束的符号，如%、EM等。第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用22由上面的程序可知：加工程序——由程序名和若干程序段有序组成的指令集。程序是由若干程序段组成。程序段是由干指令字组成。指令字是由文字(地址符)或与其后所带的数字一起组成。一个程序的最大长度取决于数控系统中零件存贮区的容量或外存的容量。另外，有些数控系统还规定了一个程序段的字符数，如7M系统规定字符数90个。因此，这些在编程前必须了解清楚，否则数控系统便会认为你的程序有语法错误。第二节程序编制的代码及格式第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用23第三节数控机床的坐标系一.坐标轴的运动方向及其命名统一规定数控机床坐标轴及其运动的方向，可使编程方便，并使编出的程序对同类型机床有通用性。同时也给维修和使用带来极大的方便。ISO和我国都拟定了命名的标准。第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用24第三节数控机床的坐标系1.进给运动坐标系ISO和中国标准规定：数控机床的每个进给轴(直线进给、圆进给)定义为坐标系中的一个坐标轴。数控机床坐标系统标准：右手笛卡儿坐标系统；第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用25第三节数控机床的坐标系基本坐标系：直线进给运动的坐标系（X.Y.Z）。坐标轴相互关系：由右手定则决定。回转座标：绕X.Y.Z轴转动的圆进给坐标轴分别用A.B.C表示，坐标轴相互关系由右手螺旋法则而定。+X+X+Y¡¯+Z+Y+Z+Y+C+Z¡¯+A+B+C+X+Y+Z+A+B+X¡¯第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用26第三节数控机床的坐标系坐标轴方向：刀具相对工件运动的方向。这样便可以使编程人员在不知是刀具移近工件，还是相反的情况下，就能正确地进行编程。附加坐标轴：平行于基本坐标系中坐标轴的进给轴，用U.V.W表示。第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用27第三节数控机床的坐标系1.Z坐标方位标准规定：Z坐标∥主轴轴线的进给轴。若没有主轴(牛头刨床)或者有多个主轴，则选择垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。若主轴能摆动：在摆动的范围内只与标准坐标系中的某一坐标平行时，则这个坐标便是Z坐标；若在摆动的范围内与多个坐标平行，则取垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。Z坐标正方向的规定：刀具远离工件的方向。第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用28第三节数控机床的坐标系2.X坐标标准规定：在刀具旋转的机床上（铣床、钻床、镗床等）。Z轴水平（卧式），则从刀具(主轴)向工件看时，X坐标的正方向指向右边。Z轴垂直（立式）：单立柱机床，从刀具向立柱看时，X的正方向指向右边；双立柱机床(龙门机床)，从刀具向左立柱看时，X轴的正方向指向右边。在工件旋转的机床上（车床、磨床等），X轴的运动方向是工件的径向并平行于横向拖板，且刀具离开工件旋转中心的方向是X轴的正方向。第二章数控加工程序的编制2019/8/15数控技术及应用29第三节数控机床的坐标系3.Y坐标利用已确定的X.Z坐标的正方向，用右手定则或右手螺旋法则，确定Y坐标的正方向。右手定则：大姆指指向+X，中指指向+Z，则+Y方向为食指指向。右手螺旋法则：在XZ平面